Je réserve ici
Physique-chimie (spécialité) 1ʳᵉ

Ressources · 1ʳᵉ · Physique-chimie (spécialité)

Fiche de révision : Synthèse organique, protocole et rendement

Les quatre étapes d’un protocole de synthèse et le montage à reflux ; l’isolement du produit (filtration sous vide, ampoule à décanter, choix d’un solvant d’extraction) ; sa purification (lavage, séchage, recristallisation, distillation) ; son analyse (température de fusion, CCM, spectre infrarouge) ; le calcul du rendement à partir du réactif limitant.

Télécharger la fiche PDF

benprofparticulier.frSpe-physique-chimie · Première

Synthèse organique : protocole et rendement

Fiche méthode

(Physique-chimie 1re spécialité · Constitution et transformations de la matière · Synthèses d’espèces chimiques organiques)

La démarche pour toute question sur une synthèse

1. Je découpe le protocole en quatre étapes : transformation, isolement, purification, analyse.

2. Je relève les données utiles : état physique, solubilités à chaud et à froid, miscibilité, densités, températures de changement d’état.

3. Je justifie chaque choix par une de ces données : « on filtre car le produit est solide et peu soluble dans l’eau froide ».

4. Je calcule le rendement : n des réactifs, xmax, nmax ou mmax, puis η = obtenu ÷ maximum.

Le réflexe — chaque opération d’un protocole a un but et une raison : la raison se lit toujours dans le tableau de données.

Cas 1 · Reconnaître les étapes d’un protocole

Réflexe — fabriquer = transformation ; séparer du mélange = isolement ; retirer des impuretés = purification ; contrôler = analyse.

Exemple. Classer : « filtrer sur Büchner les cristaux apparus dans la glace » ; « chauffer 40 min à reflux » ; « recristalliser dans l’éthanol » ; « réaliser une CCM ».

Reflux : transformation. Filtration des cristaux : isolement.

Recristallisation : purification. CCM : analyse.

Attention — une même technique peut isoler ou purifier : c’est son but dans le protocole qui décide.

Cas 2 · Choisir la technique d’isolement

Réflexe — solide → filtration sous vide ; liquide → ampoule à décanter ; solvant d’extraction non miscible à l’eau, qui dissout très bien le produit.

Exemple. Un produit P liquide est à extraire d’une phase aqueuse (d = 1,0). P est très soluble dans le toluène (d = 0,87) et dans le trichlorométhane (d = 1,48), tous deux non miscibles à l’eau. Où est la phase organique ?

Avec le toluène : 0,87 < 1,0, la phase organique est au-dessus.

Avec le trichlorométhane : 1,48 > 1,0, elle est en dessous.

Attention — la densité place les phases, pas le volume.

1 / 2

benprofparticulier.frSpe-physique-chimie · Première

Cas 3 · Purifier et chiffrer les pertes

Réflexe — volume minimal de solvant chaud = masse ÷ solubilité à chaud ; masse perdue = solubilité à froid × volume.

Exemple. Un solide S est soluble à 120 g·L⁻¹ dans l’éthanol bouillant et à 8 g·L⁻¹ dans l’éthanol glacé. On recristallise 3,0 g de S brut.

V = 3,0 ÷ 120 = 0,025 L, soit 25 mL d’éthanol bouillant.

Restent dissous à froid : 8 × 0,025 = 0,20 g de S.

Attention — plus de solvant chaud = plus de produit perdu dans le filtrat.

Cas 4 · Exploiter une CCM et une température de fusion

Réflexe — Rf = tache ÷ front ; même Rf que la référence = même espèce ; fusion plus basse que les tables = impur.

Exemple. Front à 8,0 cm. Le produit donne deux taches, à 2,0 cm et 5,2 cm ; la référence pure, une tache à 5,2 cm.

Rf = 2,0 ÷ 8,0 = 0,25 et 5,2 ÷ 8,0 = 0,65.

La tache à 0,65 est le produit attendu ; celle à 0,25 est une impureté.

Attention — on compare des Rf obtenus sur la même plaque, avec le même éluant.

Cas 5 · Calculer un rendement

Réflexe — n = m ÷ M (ou m = ρ × V d’abord) ; xmax avec les nombres stœchiométriques ; η = nobtenue ÷ nmax.

Exemple. Benzile : 2,12 g de benzoïne C₁₄H₁₂O₂ (M = 212 g·mol⁻¹), oxydant en excès ; une mole de benzoïne donne une mole de benzile C₁₄H₁₀O₂ (M = 210 g·mol⁻¹). On obtient 1,72 g.

n = 2,12 ÷ 212 = 0,0100 mol ; mmax = 0,0100 × 210 = 2,10 g.

η = 1,72 ÷ 2,10 ≈ 0,819, soit 81,9 %.

Attention — jamais « masse de produit ÷ masse de réactif ».

Les pièges

  • Classer une opération d’après la technique au lieu de son but (distiller peut isoler ou purifier).
  • Placer la phase organique au-dessus sans regarder la densité du solvant.
  • Choisir un solvant d’extraction miscible à l’eau, comme l’éthanol ou la propanone.
  • Comparer les quantités de réactifs sans les diviser par leurs nombres stœchiométriques.
  • Accepter un rendement supérieur à 100 % : le produit est humide ou impur.

Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).

2 / 2

À propos de cette page
La fiche méthode donne une démarche en quatre étapes et un exemple corrigé par cas : classer les opérations d’un protocole, placer la phase organique selon la densité du solvant, chiffrer les pertes d’une recristallisation, calculer des rapports frontaux et le rendement d’une synthèse du benzile, avec les pièges classiques.
Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Soutien scolaire à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs